對(duì)高中生物課本中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考

胡俊永

摘要：本文通過(guò)對(duì)高中課本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容與組織形式的歸類(lèi)，以及部分實(shí)驗(yàn)原理、方法的思考與分析；進(jìn)一步對(duì)課本部分實(shí)驗(yàn)提出教學(xué)策略的優(yōu)化和某些實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：高中生物課本；生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)；思考

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2017）21-067-1

生物學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，可以說(shuō)生物學(xué)任何一個(gè)知識(shí)的形成、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)。江蘇小高考目前實(shí)驗(yàn)題或與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的題目已達(dá)到30～35分，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比重攀升至試題總量的25%。因此，教師如何組織高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)更扎實(shí)，能力進(jìn)一步提升，對(duì)提高高考生物學(xué)科成績(jī)至關(guān)重要。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和組織形式

由于江蘇的高考制度和應(yīng)試的需要，生物學(xué)科的課時(shí)減少了，實(shí)驗(yàn)的組織難度增大了，因此實(shí)驗(yàn)課的組織形式應(yīng)該多樣化。

1.筆者建議教師應(yīng)開(kāi)展下列形式的實(shí)驗(yàn)。

一是學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)：（根據(jù)學(xué)校條件）：如：三大有機(jī)物鑒定；顯微鏡的使用（觀(guān)察多種多樣的細(xì)胞）；質(zhì)壁分離和復(fù)原；葉綠體色素的提取和分離；有絲分裂和減數(shù)分裂的觀(guān)察；培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量計(jì)數(shù)等；

二是課堂演示實(shí)驗(yàn)：（簡(jiǎn)單、易行、需時(shí)短）：如：通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性；驗(yàn)證酶的催化性、高效性等；

三是模擬實(shí)驗(yàn)：樣方法、標(biāo)志重捕法調(diào)查種群密度；人類(lèi)遺傳病的調(diào)查等；

四是課堂講解、分析實(shí)驗(yàn)：（缺乏應(yīng)有條件或耗時(shí)較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)）。如：探究酵母菌的呼吸方式；探究生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)扦插枝條生根的作用；果酒、果醋、腐乳的制作等；以及生物學(xué)發(fā)展史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：如光合作用發(fā)現(xiàn)、生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)、孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)等。

2.筆者還建議采用不同的教學(xué)模式。

一是先做實(shí)驗(yàn)，后知識(shí)傳授：這類(lèi)實(shí)驗(yàn)需要的基礎(chǔ)知識(shí)不多，實(shí)驗(yàn)操作比較容易，是一般性的觀(guān)察究實(shí)驗(yàn)。例如，必修1的“使用顯微鏡觀(guān)察多種細(xì)胞”，“觀(guān)察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”等實(shí)驗(yàn)。這樣學(xué)生先帶著感性認(rèn)識(shí)聽(tīng)課，就會(huì)變得主動(dòng)學(xué)習(xí)，會(huì)積極思考，通過(guò)感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)相結(jié)合，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)記得牢固，了解得透徹。

二是先知識(shí)傳授，后做實(shí)驗(yàn)：這類(lèi)實(shí)驗(yàn)需要的基礎(chǔ)知識(shí)較多，對(duì)學(xué)生的觀(guān)察能力和動(dòng)手操作能力要求較高，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較復(fù)雜。如，必修模塊1中“葉綠體色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，通過(guò)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引起更深入的思考。

三是實(shí)驗(yàn)與知識(shí)傳授混合型：這類(lèi)課型對(duì)教師的綜合素質(zhì)要求較高。教師除事前作好充分準(zhǔn)備，課堂上認(rèn)真組織教學(xué)外，還需作好應(yīng)付突發(fā)事件的準(zhǔn)備。課堂演示實(shí)驗(yàn)就是屬于這種類(lèi)型。

二、對(duì)書(shū)本中某些實(shí)驗(yàn)原理、方法的思考與分析

1.脂肪鑒定。

蘇丹Ⅲ、蘇丹Ⅳ就是蘇丹紅3號(hào)和4號(hào)（還有1號(hào)和2號(hào)）。脂肪被染色，實(shí)際上是蘇丹染料被脂肪溶解吸附而呈現(xiàn)染料的顏色。組織中脂質(zhì)在液態(tài)或半液態(tài)時(shí)，對(duì)蘇丹染料著色效果最好。根據(jù)這一原理，適當(dāng)提高溫度（37℃～60℃）對(duì)組織切片染色效果是有好處的。

蘇丹Ⅳ染液與脂肪的親和力比較強(qiáng)，所以，染色的時(shí)間應(yīng)比較短，一般為1min左右，實(shí)驗(yàn)中多采用。若直接對(duì)花生勻漿進(jìn)行鑒定，得到的結(jié)果是試管中的樣液加入蘇丹Ⅳ染液后呈現(xiàn)出粉紅色，但是該方法看不到脂肪顆粒在細(xì)胞中的形態(tài)，也不能確定溶液的顏色是否為蘇丹Ⅳ染液與花生勻漿混合顯出的顏色。

2.DNA的鑒定：用甲基綠還是二苯胺。

甲基綠為堿性染料，呈藍(lán)綠色，它易與聚合程度高的DNA結(jié)合呈現(xiàn)綠色。因?yàn)槠浔旧碛蓄伾?，將其滴入沒(méi)有DNA的溶液中，它也會(huì)是藍(lán)綠色。只能用于細(xì)胞中DNA分布的鑒定，不能檢驗(yàn)溶液中是否存在DNA。

二苯胺和DNA的反應(yīng)原理是：DNA中嘌呤核苷酸上的脫氧核糖遇酸生成ω-羥基-γ酮基戊醛，它再和二苯胺作用而呈現(xiàn)藍(lán)色。鑒定時(shí)溶液藍(lán)色的深淺，與溶液中DNA含量的多少有關(guān)。因此二苯胺鑒定DNA更準(zhǔn)確。

總之，物質(zhì)鑒別試劑從原理上可分為染色劑、反應(yīng)變色試劑、指示劑。蘇丹三、蘇丹四、甲基綠、吡羅紅、健那綠、醋酸洋紅、龍膽紫等都屬于前者，可使相應(yīng)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)染色劑本身的顏色。雙縮脲試劑、菲林試劑、二苯胺、重鉻酸鉀都屬于第二種；溴麝香草酚藍(lán)溶液是一種指示劑，較低濃度的CO2使其由藍(lán)變綠，較高濃度CO2使其由藍(lán)變綠再變黃。

3.關(guān)于四種色素的提取和分離方面問(wèn)題的解釋。

關(guān)于蘇教版的“提取和分離葉綠體中的色素”、人教版的“綠葉中色素的提取和分離”、考試說(shuō)明中的“葉綠體色素的提取和分離”等說(shuō)法。顯然人教版的說(shuō)法欠妥。因?yàn)榫G葉中的色素除了葉綠體中的色素外，還有液泡中的花青素，但花青素易溶于水，而不溶于有機(jī)溶劑，因此用有機(jī)溶劑不能提取到花青素。

在過(guò)濾時(shí)選用脫脂棉或紗布，而不用濾紙。原因是：色素分子比較大，不容易透過(guò)濾紙；濾紙有較強(qiáng)的吸附性而使色素吸附在濾紙上，從而降低色素濃度。

根據(jù)物理學(xué)中的毛細(xì)現(xiàn)象，畫(huà)濾紙細(xì)線(xiàn)前濾紙必須經(jīng)過(guò)干燥處理，是為了阻止水分子堵塞濾紙中的毛細(xì)管而影響層析液的擴(kuò)散。

由于液面的不同位置表面張力不同，紙條接近液面時(shí)，其邊緣的表面的張力較大，層析液沿濾紙邊緣擴(kuò)散過(guò)快，而導(dǎo)致色素帶分離不整齊的現(xiàn)象。故而，在插入層析液的濾紙條一端剪去兩個(gè)角。

葉綠體中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中四種色素彼此分離的原理是什么？

這一原理單靠高中教科書(shū)中的知識(shí)還不夠，應(yīng)讓學(xué)生了解濾紙是一種吸附劑，層析液是一種展開(kāi)劑（就是色譜分析法中的固相和液相），四種色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，它們?cè)跒V紙上（固相）吸附能力不同，在層析液中（展開(kāi)劑，液相）溶解度不同，因此，四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度就不同，胡蘿卜素溶解度大而吸附力小，擴(kuò)散速度快，葉綠素b溶解度小而吸附力大，擴(kuò)散速度則慢。endprint